振動信號特徵參數提取方法

2023-05-15 08:39:41

振動信號特徵參數提取方法
【專利摘要】本發明公開了一種振動信號特徵參數提取方法，包括以下步驟：對採集的振動信號進行預處理；對上述預處理後的振動信號進行離散小波變換，得到小波係數；對上述小波係數進行快速傅立葉變換，得出小波係數的頻譜，以及各層小波係數的樣點數；按照頻率的高低順序，將上述各層小波係數的樣點數合成完整頻譜；計算上述各層小波係數能量，求出mel對數功率譜；對上述mel對數功率譜進行離散小波變換；提取mel離散小波變換譜振幅，作為振動信號特徵參數。達到提高動信號特徵參數精確度的目的。
【專利說明】振動信號特徵參數提取方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號處理領域，具體地，涉及一種振動信號特徵參數提取方法。
【背景技術】
[0002]人耳能從嘈雜的背景噪聲中聽到語音信號，是因人的內耳基底膜可以依據外來聲波振動信號進行自我調節，它就像一組濾波器一樣，對不同頻率的聲波振動信號產生相應不同的振動，從而接收到外來聲波並傳送至大腦產生聽覺。
[0003]與背景噪聲中的語音信號類似，光纖/電纜振動傳感系統採集到的振動信號也伴隨著風、雨、人類活動等噪聲，要想從背景噪聲中提取出目標振動信號，也要有像內耳基底膜一樣的一組濾波器來對不同頻段的振動信號產生相應的反應。此外，光纖/電纜振動傳感系統採集到的振動信號與語音(音頻)信號的頻率範圍基本相同，均為數十到數千赫茲，因此該振動信號的分析與識別方法，與語音信號的分析和識別方法是類似的。
[0004]在語音信號分析方法中，梅爾頻率倒譜係數(MFCC)是一種相對廣泛使用的特徵參數，其提取方法如下:
對每一幀信號計算N點離散傅立葉變換，然後取模的平方得到離散功率譜
S (η)
【權利要求】
1.一種振動信號特徵參數提取方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟一:對採集的振動信號進行預處理； 步驟二:對上述預處理後的振動信號進行離散小波變換，得到小波係數； 步驟三:對上述小波係數進行快速傅立葉變換，得出小波係數的頻譜，以及各層小波係數的樣點數； 步驟四:按照頻率的高低順序，將上述各層小波係數的樣點數合成完整頻譜； 步驟五:計算上述各層小波係數能量，求出mel對數功率譜； 步驟六:對上述mel對數功率譜進行離散小波變換； 步驟七:提取mel離散小波變換譜振幅，作為振動信號特徵參數。
2.根據權利要求1所述的振動信號特徵參數提取方法，其特徵在於，上述步驟一對採集的振動信號進行預處理包括以下步驟: 對採集的信號進行預加重，以提升高頻部分的步驟； 對上述預加重信號進行分幀:採用交疊分段的方法，使每一幀的幀尾與下一幀的幀頭重疊的步驟； 以及 對上述分幀後的信號加漢明窗，減小截斷效應，保證信號幀兩端平滑過渡的步驟。
3.根據權利要求1或2所述的振動信號特徵參數提取方法，其特徵在於，上述步驟五計算上述各層小波係數能量，求出mel對數功率譜包括以下步驟: 對合成後的完整頻譜取平方，求得振動信號功率譜的步驟； 用M個mel帶通濾波器對上述振動信號功率譜進行濾波的步驟； 以及 對每個濾波器的輸出取對數，求得對應頻帶的對數功率譜的步驟。
【文檔編號】G10L15/02GK103514877SQ201310476724
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】羅廣迪, 莫家慶, 許亮, 王文偉 申請人:新疆美特智能安全工程股份有限公司